农业大数据的发展现状与发展趋势

介绍了农业大数据的概念和发展现状,阐述了农业大数据理论在农业中的主要应用,分析了农业大数据发展过程中存在的问题,并预测了农业大数据的发展趋势。     

全球植物科学领域发展态势分析

基于农业科技创新的发展需求,为农业科技资源的有效配置提供支撑,从文献计量角度对全球植物科学领域研究现状及态势进行分析。利用定性、定量相结合的方法构建检索策略,基于Web of Science数据库及文献计量分析工具,对文献发表量、文献主要贡献国家、机构、期刊及发文量较高的作者H指数进行统计分析。结果表明,1995—2018年植物科学领域的文章发表量整体上呈现稳定增长趋势,学科呈现蓬勃发展的整体势头。美国和中国是文献主要贡献国家,文献量和总被引频次显著高于其他国家,但美国及欧洲国家的篇均被引数量高于中国。从全球来看,中国科研机构在发文数量占有绝对优势,而德国马克思普朗克的文章篇均被引数量高,达到10以上。对2016—2018年的高被引文献(Top10)进行内容分析,并通过高频词共现主题聚类可视化分析。从论文影响力及主题词规模2个维度表征领域内研究方向。结果表明,“植物应对生物及非生物胁迫”、“基因编辑技术”、“基因组学分析”、“植物生殖发育调控”是近年来植物科学的高关注度研究方向,主题内容与前期的需求调研相符,初步预测这些研究方向将对农业创新发展起到重要推动作用。     

鄂托克前旗近50年降水变化特征分析

本文利用鄂托克前旗1967-2018年气象观测站近50年的气象资料,对鄂托克前旗降水特征进行分析。结果表明：整体来说，鄂托克前旗的年降水量变化呈现微弱降低趋势，每10a大约减少1.2mm；28a时间尺度决定的主周期控制着该地区的年降水变化特征，通过周期和突变分析，预计未来三年左右降水高于多年平均值，随后的14年左右时间内降水量呈现减少趋势，逐渐低于多年平均降水量。     

水田机械式强制排肥装置设计与试验

目前水田机械施肥均匀性差，且作业时在施肥开沟器末端容易出现肥料粘结、架空、堵塞开沟器等现象。针对以上问题，本文设计了一种水田机械式强制排肥装置，并对其关键部件进行了结构设计及性能试验。将水田机械式强制排肥部件的工作过程分为3个阶段，通过运动学和动力学研究方法分析了各工作阶段肥料在螺旋强制排肥部件内的状态，以及影响排肥部件工作性能的关键因素，对螺旋强制排肥部件的直径、转速、螺距3个因素进行了设计计算。以排肥均匀性变异系数为响应指标，进行了螺旋强制排肥部件的单因素台架试验，通过对最小显著性差异进行统计分析，确定了各因素的取值范围；安排了二次正交旋转组合试验，并对试验结果进行了方差分析和响应面分析，确定了影响排肥性能指标因素的影响由大到小为转速、螺距、直径，建立了排肥性能指标与各因素之间的回归方程，运用Design-Expert软件对试验因素优化求解，确定了较优工作参数组合为螺旋输送器转速120.09r/min、直径23.90mm、螺距21.54mm，此时施肥装置台架试验的排肥均匀性变异系数为7.18%。将所设计的强制排肥部件分别安装在水稻插秧机及水稻气力式施肥播种机上，进行了田间验证试验，试验结果表明，机械式强制螺旋排肥装置工作稳定、堵塞率低，水田防堵塞效果优于无该部件的施肥机械。     

打结器支架精铸毛坯误差分析与五轴数控加工方法

针对打结器支架铸造毛坯存在误差、支架结构复杂、难以加工成型等问题，为了减小支架毛坯铸造误差对加工质量的影响，基于三维扫描技术对打结器支架毛坯进行逆向检测与分析，得到同一批次铸造支架毛坯的误差分布规律。通过推导不同空间坐标系下的轴孔中心坐标变换规律，提出一种支架轴孔加工位置偏离理想位置的调整方法。针对打结器支架的5个空间交错轴孔和1个凸轮曲面，设计了打结器支架的专用夹具，制定了五轴数控加工工序，通过一次装夹可完成5个空间交错的轴孔和凸轮曲面的加工。将加工成型的支架和其他零部件组装成打结器，进行了方草捆打结试验，结果表明，打结器支架上各轴孔的相对位置与角度关系准确，打结动作精准、可靠，支架加工成品率为99%，方草捆成结率为100%。     

基于状态变换法的车辆悬架系统时滞反馈控制

为了提高车辆行驶平顺性和稳定性,研究悬架系统中时滞补偿控制效果,本文以赛欧轿车悬架系统为基础,建立2自由度车辆半主动悬架系统模型,设计了时滞反馈控制器,采用理论与试验相结合的方法对系统时滞反馈控制特性进行研究。首先建立含时滞的悬架系统动力学方程,采用常微分理论和多项式判别方法分析系统稳定性,并通过时域与频域仿真对结果进行验证。研究表明:采用传统二次型最优控制律对含时滞的悬架系统进行控制,当系统控制时滞较大时,系统定性特性可能会发生改变,甚至会失稳发散。为保证系统的稳定性,采用状态变换方法设计时滞反馈最优控制律,仿真表明采用该控制律不仅可以保证系统稳定性,系统的减振特性亦有改善。最后搭建了悬架时滞反馈控制平台,基于时域辨识方法测得系统固有时滞为0.065 s,通过对相同工况下仿真结果与试验结果进行对比,发现两者具有较好的一致性,误差在15%以内,满足业内使用要求,表明研究可信,结果可为主动/半主动车辆悬架控制器实际设计应用提供参考。     

Long-Term and Immediate Effects of Whole Body Vibration on Chronic Lameness in the Horse: A Pilot Study

The effects of whole body vibration (WBV) in horses with chronic lameness were evaluated in an experimental, single subject, repeated measure design. To assess the long-term effect of WBV, eight horses not previously exposed to WBV were subject to WBV, 30 minutes twice daily, five days a week, for 60 days in addition to their regular exercise routine. Lameness was assessed subjectively and objectively 30 days before the start, at the start and 30 and 60 days after the start of the treatment (WBV). The immediate effect of WBV was assessed in four horses accustomed to WBV, by comparing lameness before and within 30 minutes of a single 30-minute WBV session at four different time intervals. Change in lameness was sought using paired t tests on the kinematic data. A P-value of <.05 was considered statistically significant. Intraindividual change was sought using a subjective and objective scoring system. No statistically significant change in lameness was seen after 30 or 60 days of WBV, respectively, in the chronically lame horses not previously exposed to WBV. However, a trend toward improvement was observed after the first 30 days of WBV, but this improvement appeared to be lost during the second 30 days of WBV. Although a statistically significant worsening of front limb lameness was seen immediately after a single 30-minute WBV session in the chronically lame horses accustomed to WBV, this result was largely attributed to a very significant worsening of the front limb lameness in one horse within that group.     

肉牛源细极链格孢菌的分离鉴定

为鉴定肉牛皮肤病病原及其致病性并筛选其敏感药物,本研究取患皮肤病肉牛病变部位皮屑、毛发和痂皮进行病原菌的分离,并对分离菌株进行了形态学鉴定、ITS序列分析、小鼠致病性试验和药敏试验。结果显示分离到1株形态特征与细极链格孢菌极其相似的菌株(PY2-1-2);经PCR扩增、测序和BLAST序列比对,结果显示分离株(PY2-1-2)的ITS基因序列与细极链格孢菌(MG975630.1)的ITS基因序列的相似性为99%,分离株PY2-1-2的ITS基因序列长度为543 bp,该片段包括ITS1、5.8S rDNA和ITS2的全部基因序列以及18S rDNA和28S rDNA的部分基因序列,提交GenBank(MH656780.1)。根据形态学结合ITS基因序列分析结果确定该分离株为细极链格孢菌。小鼠致病性试验结果显示该菌对小鼠有致病性。药敏试验结果显示:该菌对灰黄霉素、氟康唑、伊曲康唑、酮康唑的最小抑菌浓度(MIC)值分别为0.5μg/mL、4μg/mL、1μg/mL、1μg/mL。本研究为今后进一步探究细极链格孢菌引起的皮肤病诊治提供科学有效的参考。     

基于局部均衡模型的中国羊肉市场供需变动分析

对中国羊肉市场供需变动情况进行深入分析,并运用局部均衡模型探究中国羊肉市场供给与需求相互变动的主要原因,最后运用ARIMA模型预测方法对中国未来羊肉供需变化进行预测分析。研究结果表明,中国羊肉市场需求的满足以国内市场供给为主,2017年国内供需缺口为74.28万t,约是1994年的3.82倍,供需缺口有扩大倾向。上一期肉羊存栏量、肉羊胴体质量水平、羊肉市场价格均显著影响国内羊肉市场供给量;上一期人均消费量与收入水平是影响城镇与农村居民当期人均消费量的重要因素;国际羊肉价格对国内羊肉出口量产生显著正向影响。在未来一段时期内,中国羊肉产量将保持稳定增长,羊肉消费量进一步增加,预计到2030年达到843.03万t,羊肉进口量较大幅度提高,可一定程度弥补国内羊肉供需缺口。为此,一方面需通过技术与政策支持大力发展国内肉羊产业,另一方面也需积极开拓国际市场,加强贸易协作。     

基于显著性增强和迁移学习的鱼类识别研究

针对水下鱼类无法快速准确识别的难点,提出一种具有图像主体自动增强功能的鱼类迁移学习方法。该方法将鱼类RGB图像转换至Lab颜色空间后,利用中央周边算子计算得到整个输入图像的显著性值,进而提供鱼类目标的潜在区域,并结合GrabCut算法获取鱼类分割图像,最终将融合分割图的原始图像送入优化后的残差网络中进行训练。通过对23种鱼类进行识别试验,结果显示,固定ImageNet数据集上ResNet-50预训练模型的conv1层和conv2层参数,微调高层参数的方法能够取得最好的识别效果,且在公开的Fish4Knowledge数据集上,该模型取得了最高的识别准确率,平均识别精度达到99.63%。与其他卷积神经网络方法的对比结果显示,本方法在Fish4Knowledge和Fish30Image数据集上的识别精度和时间性能均具有较大优势,其中识别准确率至少提升4.98%。多个数据集上的试验验证了模型的有效性。